对铁路专用线电力供电方案的研究

张军让

（中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院，河南 郑州 45000）

1 铁路专用线工程概况

1.1 铁路专用线设计范围

本工程主要是连云港柘汪临港产业区铁路专用线铁路工程、连云港柘汪临港产业区铁路专用线接轨配套工程、以及连云港柘汪临港产业区铁路专用线液体装卸区装卸工艺设计。

1.2 供电负荷的分布以及电源选择概况

本工程主要包括接轨站柘汪站新增负荷共计，其中信号、货运办公楼、单身宿舍、室内外照明。

港前站新增负荷共计约，其中信号用电、通信、信息专业共约、轨道衡控制室、机房空调用电约（考虑预留）、外勤货运室约、室外照明约、铁路公司办公楼约、单身宿舍约。

机务折返所新增负荷共计约，其中机务检修作业用电、闸楼兼门卫房共、综合整备间及乘务员公寓楼、室外照明约。

散杂货装卸区新增负荷共计约，其中龙门吊两台共、平交道口房两处共，汽车衡控制室两处共、外勤货运室约、室内外照明约。

附近电源情况：柘枉站电力设备房内既有综合变及通号变，综合变电源由地方10kV电源线路“T”接接引，通号变电源由综合负荷贯通线接引。港前站两路10kV电源分别从地方10kV台港电源线路就近“T”接。

1.3 铁路专用线供电原则

一级负荷，采用两路独立电源供电。二级负荷，由一路可靠电源供电，有条件时，考虑两路电源供电。其它负荷由一路电源供电。对既有线供电应充分利用既有供电设施，并对既有供电设施进行改造、调整、完善，以满足新增负荷的供电。设计中充分考虑初、近、远期工程的结合，尽量避免电力设施的二次迁改。

1.4 铁路专用线供电方案设计

整条铁路专用线供电系统包括生产、生活等设备用电。经现场勘测后，确定供电设计方案，柘枉站既有通号变增容至，为新增信号负荷提供主用电源；既有综合变增容至，为新增信号负荷提供备用电源，并为新增综合负荷供电。电源维持既有不变，对低压进线、补偿、馈线柜及相应低压电缆进行改造。港前站新建室内双变压器低压变电所（见图1），为信号、通信和为通信、信号机械室服务的空调、轨道衡负荷及设备分别提供两路低压电源，为信号楼和单身宿舍动力照明等综合负荷提供电源。经甲方与供电供部门达成的供电申请结果，双变压器的两路进线电源分别从地方两回台港电源线路就近接接引；机务折返所新建室内变电所一座，为新增机务段内的机务、暖通、室外照明等负荷供电。变压器进线10k电源由柘枉站综合变高压侧地方线路接接引。散杂货装卸区内的龙门吊、汽车衡控制及道口和场区作业照用电源从就近从场区南侧的既有变电所低压柜接引回路。

2 主要供电设备类型

2.1 电力供电线路

在本次铁路专用供电线路设计初期，充分考虑电力线路的路由选择、供电半径、在保证电源总线电压降满足电力规范的前提下，减小导体截面，降低线路造价及施工难度。按照本专用线用电负荷，主电源线电缆选择10kV进线，作为主要基础电源线路，项目所在地的土壤主要为回填土，电源线路采用全电缆的方式，将供电线路直接埋设到地下，电缆线路使用的是型号YJV22-8.7/15kV的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装铜芯作为主要的电缆材料，可防止电缆在受到土壤扰动时起到保护作用，不至于断电。在本工程中的低压电缆则是选择型YJV22-8.7/15kV铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆为主要的电缆材料，而工程中设备的控制电缆线路使用的是型号的铜芯控制电缆。在对电缆进行埋敷设的过程中，需要对过铁路以及硬化路面的电缆进行钢管处理，以此对电缆进行保护。

2.2 现场照明以及设备控制方式

在对现场照明设计过程中，需要按照TB10089-2015《铁路照明设计规范》及GB50034-2013《建筑照明设计标准》的要求，合理选择照明设计方案，参考照明灯具的实际安装的场所和位置情况，制定科学合理控制方法。在对作业区以及车站的照明中，本工程主要使用智能无线集中WIFI的控制方式，将控制箱安装在信号运转室，方便运营管理，从而实现对灯塔和车站照明系统的控制。此次设置情况如下：货场、道叉咽喉区及有夜间作业的牵出线采用升降式投光灯塔照明，一般道路、场地根据需要设置柱灯或马路弯灯照明。

在对功率大于的设备进行控制时，需要使用软启动的设备来加强对照明系统的控制，电力设备过载、插座以及插座箱回路设漏电保护等，都可以使用这样的技术手段进行保护。而在信号楼以及变电站建筑物内，TB10063-2016《铁路工程设计防火规范》需要设置火灾自动报警系统。现场如果发生火灾，将第一时间对火灾情况进行判定并发出相应的警报，将损失控制在最小的范围内。

2.3 防雷接地施工

（1）在本工程建设的过程中，需要在建筑物上方利用避雷针或者避雷带作为接闪器，建筑物内的混凝土、桩基础等钢管作为引线，将雷电能量有效地导入地下。

（2）在作业场区内货物能够到达的范围内，可以利用场内的高杆灯及灯塔的避雷针作为货场、堆场、站台等防直击雷措施，利用滚球法设置灯杆间距。保证雷电能量能够有效地传输到地下，避免造成影响和危害。

（3）在公共危化品的区域内，需要进行人工接地的措施，接地电阻不能大于，在公共危化品区域内的配电装饰与设施，都需要进行防爆和防燃的处理，以此避免出现更加严重的危害与影响。

（4）在含有电子设备的建筑物内，低压电源进线处的配电箱内需要安装相应的保护器，以此对电流电压的控制，确保用电设备安全。

（5）建筑物内的金属零件均需要和等电位连接在一起，以此确保金属零件可靠接地。

（6）在防雷接地设计的过程中，配电系统用的接地保护以TN-S系统设备作为主要的类型，更好地保障人员和用电设备安全。

3 节约能源以及环境保护的相关措施

3.1 合理用电的基本原则

（1）在本次工程建设中，全线高压配电线路均为电压等级。

（2）变电站所有设备都处于负荷中心，并且安装高低压无功补偿设备，降低电力资源传输过程中对电能的损耗，合理地对变压器容量、运作方式进行选择，科学设计高低压线路路径，尽可能缩小供电的半径范围。

（3）在车站内使用分组控制的方式，对应急照明、备用照明和正常照明进行划分，有效地节约电力资源的使用情况。

（4）合理地对自动无功补偿设备进行安装，减少供电系统内部的无功损耗的概率。高低压供电的功率因数补偿需要达到以上，低压供电的功率因数补偿需要在以上。

3.2 节能设备的选择

为了能够更好地降低电力资源使用的具体情况，需要对变压器进行科学合理的选择，在本次工程中选择新型高效节能的变压器，室外照明的灯具主要使用LED灯、金卤灯等节能型的光源，室外灯控制主要使用智能照明控制系统，而室内照明控制主要使用节能光源和新型节能灯具，走廊采用声控装置，以此减少电力能源消耗，达到节能效果。

4 结语

在铁路专用线电力供电方案设计的过程中，不仅需要按照国家现行规范来进行设计，更需要考虑配电线路设计以线路简化、供电可靠、维修方便、节省造价等为原则，还要适应近远期建设要求，留有发展裕量。结合运营管理、成本投入等外部因素。明确供电线路与系统之间的必要联系，确定好供电设计的范围和内容，按照标准的原则进行方案设计，以此确保设计方案具有较为良好的科学性以及合理性。在灯具选择的过程中，尽可能选择节能环保类型的产品，降低对电力资源损耗的情况，在满足供电要求的基础上，更好地对环境进行保护。